ICT演進與創新

我們已進入“大智物移云”時代，這是一個計算無處不在、軟件定義一切、網絡包容萬物、連接隨手可及、寬帶永無止境、智慧點亮未來的時代。隨著新技術不斷融合發展，現在已到了換代發展的新起點。

ICT技術新時代

首先，集成電路已有60年歷史，目前來看，通過片上系統，及SoC、SiP兩者結合，集成電路技術走向后摩爾時代。 石墨烯技術還在發揮作用，但石墨烯等碳基材料有可能成為對硅基材料的顛覆性技術。 2015年，IBM發布了由片級石墨烯材料做的集成電路，實現了速度更快、能效更低、成本更低的集成電路。

其次，經歷早期在計算機平臺上支撐平臺應用和開發環境到后來在互聯網平臺或云平臺上來支撐的發展過程，軟件也在適應云上的運算和存儲能力的動態變化。軟件的上層（開發應用系統和開發環境）不斷完善，可以用云平臺上的開發工具，在線開發、異地開發、協同開發，可以通過云來實現知識積累、軟件復用。軟件內容通過云平臺可以有SaaS、PaaS等。 軟件開發，從面向模塊到面向數據、面向事件、面向用戶、面向對象、面向硬件銜接，向著構建化、語義化、智能化、服務化的方向發展。

再說人工智能，目前人工智能還不能夠超過已有專家。深度學習是當前最熱的人工智能研究領域。利用GPU可以模擬超大型人工神經網絡，效果也在不斷地提升。另外，深度學習能夠更加匹配我們的需求。盡管深度學習理論機制還不清晰，但基于深度學習的語音、圖象識別率已提升至95%。

另一個值得關注的技術是區塊鏈。區塊鏈是由密碼關聯的區塊串組成的一個分布式數據庫（也稱為分布式賬本）。假設有一些交易發生，那么這些交易需要使用加密和計算，誰能計算出來誰就獲得發布權，發布完之后由所有節點來驗證，產生新的區塊加入并與前一個區塊關聯。因此，一旦信息經過驗證并添加到區塊鏈，就會永久地存儲，所有當前參與的節點來共同維護這個交易用戶的數據，因此區塊鏈的穩定性和可靠性很高。 當然，區塊鏈不僅僅是底層有加密、數字簽名，它提供了不對稱的加密技術，公鑰是公開發布的（即用戶名），私鑰是密碼，通過解Hash函數來檢查數據有沒有錯誤并驗證數字簽名，所以它不需要中介方，可通過密碼學方式進行驗證。基于區塊鏈可實現智能合約，應用于公正、驗證、仲裁、審計、股市、保險、支付、清算、保薦、供應鏈等領域。

現在發展較快的還有虛擬機和容器。公有云服務于很多企業，每個企業間可利用虛擬機或容器技術實現隔離。目前較火的容器技術通過對進程隔離、操作系統共享的方式實現輕量化和秒級啟動。當然，容器的安全性可能沒有虛擬機隔離得那么好，但是目前技術也在發展，還是可用的。

無線寬帶新技術

5G來了，相比4G用戶體驗提高10倍，頻譜效率提高3倍，移動性提高3倍，無線接口延時減少90%，連接密度提高10倍。5G支持大規模物聯網，能效提高100倍、流量密度提高100倍、峰值速率提高30倍。5G性能為何能提高這么多？根據香農定理，要提高網絡容量，無非是增加基站數（蜂窩變密）、天線數（空分復用），增加帶寬（更多的帶寬資源）、增加信噪比。

首先，大規模的天線是支撐5G的主要技術，使5G容量大幅提升；其次，要同頻同時全雙工最大的問題是自干擾，解決辦法是在發送端通過調整時延和衰減來抵消掉串擾，從而提升容量。

此外，通過高密集組網、分布式多天線等進行聯合的數據發送，可以將其他基站的干擾變成有用信號，提升單用戶的吞吐率和系統的頻譜效率。當然，5G要用到很多帶寬，這么高的峰值，帶寬頻譜需要很寬。因此TDD是5G的主要模式，其在天線、業務、頻譜、網絡上都顯示出優點，并且上行下行都是使用同一頻率的信道。

另外，5G要低頻譜接入。目前，中國只安排了3.4GHz到3.6GHz，國內5G面臨頻率方面較大的挑戰。 除5G外，現在需要在衛星上應用。過去我們高空同步軌道的衛星數量可以比較少，低軌衛星需要數量比較多。同步軌道的衛星離地面3.6萬公里（基本上是不可能用手機來接收的），但最近發展了Ka頻段衛星，其工作頻段是26到40GHz，比現在常規用的C頻段和Ka、Ku頻段都要高。頻段高的好處是，天線可以做到小，而增益做到比較大。衛星上的天線增益大了，地面上接收的天線就可以做小。因此，地面上可以用手持終端接收，而且Ka頻段本身容量大，這樣地面終端也可以做到寬帶化。

此外，發射Ka衛星和C頻段衛星成本一樣，但Ka容量大，平均到每兆的發射成本大大降低。

網絡技術新進展

通過提高單波長比特率、增加波長數、增加調制的多電頻數、增加芯數和模式等方式，光通信在最近20年增長1萬倍，目前最高記錄是單波長400G、單纖100T。 中國的光纖光纜發展很快，我們現在生產了全世界一半的光纖、光纜，而國內市場也消耗了全世界一半的光纖、光纜，光纖價格下降很快。中國的光纖寬帶滲透率達80%，同期OECD不到20%。

另外，我們現在大量應用云，在傳輸網上有接入的云，邊緣有彈性的城域網的邊緣云，核心網有中心云。我們移動通信，接入有接入云、轉發有轉發云、控制平面有控制平面的云。比如說，過去我們很多基站都要通過基站解調以后，把基帶信號通過光纖傳送網送至后臺。現在，我們把所有基帶處理都集中起來，每個基站只負責射頻，這樣我們的光纖傳送網改成內部射頻的光纖傳送網，實現集中的無線接入網。所以，云會在通信網上大量應用。 另外，除了云計算，我們現在還有邊緣技術。不是什么東西都送到云才最好，如果我們的VR、AR所有的視頻都要送到云，這樣一方面加大了核心網寬帶的壓力，另一方面送到云端增加了路徑的延時。特別是，車聯網需要高速反應，這個時候不允許高延時。所以現在提出，有些計算是放到云上，有些計算是放到霧上（IBM叫霧計算），因為霧比云要矮一點。 當然，甚至還可以把這個計算能力放到靠近基站的地方，我把它叫霾計算，比霧還要更靠近地面。也就是說，云計算、霧計算和霾計算，可以根據不同的應用領域來使用。

傳統路由器的轉發面和控制面是一起的，每個路由器只根據IP地址實現最短路徑優先，找到相鄰的路由器，實際上就是不考慮全網優化了。在大數據時代，這樣做是不經濟的，所以現在提出來SDN（軟件定義網絡），把控制面功能集合起來變成網絡操作系統，把應用提出來集成應用，通過網絡操作系統來實現全網的路由控制，適應我們大數據時代的不規則性。

另外值得一提的是窄帶物聯網，物聯網從2008年提出到現在已有八九年時間，應用不盡人意。大量物聯網就像金字塔，60%是低速率的。用普通的光纖不經濟，用3G、4G也不經濟，用藍牙等也不是很可靠。所以，連到運營商的終端物聯網只有6%。去年在韓國釜山，通過了一個新的窄帶物聯網標準，它占用GSM的一個載波200kB，通過OFDN的辦法產生出很多個子載波。它有四大特點：一是廣覆蓋；二是網絡增益能高20個DB；三是大連接，一個扇區能支持10萬個連接，比通常的移動通信扇區的能力高50～100倍； 四是低功耗，一個電池可以工作十年。窄帶物聯網避免了物聯網的碎片化，可用在智慧城市、智慧工廠、能源監控、物流管理、環境監測、安全監管等領域。實際上，區塊鏈也可應用于物聯網。因為物聯網終端有時可能是惡意的，而區塊鏈的驗證和共識機制，有助于隱私和安全。總之，大數據、智能化、移動互聯網與云計算、物聯網結合的“大智物移云”已成為ICT融合的創新平臺。

（本文根據鄔賀銓院士在“2017中國IT市場年會”上的演講整理而成，未經本人確認。）